高压断路器的操动机构分析

操动机构是高压断路器的重要组成部分，它由储能单元、控制单元、和力传递单元组成。高压SF6断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。

根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异，SF6产品选用弹簧机构、气动机构或液压机构。弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比较见表1。

表1

机构类型 弹簧机构 气动—弹簧机构 压缩空气/弹簧 压缩性流体/机械 126KV—550KV 液压机构 氮气/液压油 压缩性流体/非压缩性流体 126KV-550KV 比较项目 储能与传动介质 螺旋压缩弹簧/机械 适用的电压等级 出力特性 40.5KV—252KV 硬特性，反应快，自软特性，反应慢，有硬特性，反应快，自调整能力小 一定自调整能力 调整能力大 反应较敏感，速度特反应不敏感，速度特性在一定程度上受性基本不受影响 影响 较差，操作噪音大 较小 强，操作噪音小 小 反应敏感，速度特性对反力，阻力特性 受影响大 环境适应性 人工维护量 相对优缺点 强，操作噪音小 最小 制造过程稍有疏忽稍有泄露不影响环无漏油、漏气可能；容易造成渗漏，尤其境；空气中水分难以体积小，重量轻 是外渗漏；存在漏滤除，易造成锈蚀 油、漏液可能

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一．弹簧操动机构

弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。

弹簧操动机构结构简单，可靠性高，分合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。储能电机给合闸弹簧储能，合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用来给分闸弹簧储能。合闸弹簧一释放，储能电机立刻给其储能，储能时间不超过15s（储能电机采用交直流两用电机）。运行时分合闸弹簧均处于压缩状态，而分闸弹簧的释放有一的系统，与合闸弹簧没有关系。这样设计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性，既可满足O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循环，又可满足CO-15sec-CO操作循环，机械稳定性试验达10000次。 1.1 CT20弹簧操动机构动作原理

CT20型弹簧操动机构（图1、图2、图3）利用电动机给合闸弹簧储能，断路器在合闸弹簧的作用下合闸，同时使分闸弹簧储能。储存在分闸弹簧的能量使断路器分闸。 1.1.1 分闸动作过程

图1所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧已储能（同时分闸弹簧也已储能完毕）。此时储能的分闸弹簧使主拐臂受到偏向分闸位置的力，但在分闸触发器和分闸保持掣子的作用下将其锁住，开关保持在合闸位置。

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分闸操作（图1、2）

分闸信号使分闸线圈带电并使分闸撞杆撞击分闸触发器，分闸触发器以顺时针方向旋转并释放分闸保持掣子，分闸保持掣子也以顺时针方向旋转释放主拐臂上的轴销A，分闸弹簧力使主拐臂逆时针旋转，断路器分闸。 1.1.2 合闸操作过程

图2所示状态为开关处于分闸位置，此时合闸弹簧为储能（分闸弹簧已释放）状态，凸轮通过凸轮轴与棘轮相连，棘轮受到已储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩，但合闸触发器和合闸弹簧储能保持掣子

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的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。

合闸操作（图2、3）

合闸信号使合闸线圈带电，并使合闸撞杆撞击合闸触发器。合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转，释放棘轮上的轴销B。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转，使主拐臂以顺时针旋转，断路器完成合闸。并同时压缩分闸弹簧，使分闸弹簧储能。当主拐臂转到行程末端时，分闸触发器和合闸保持掣子将轴销A锁住，开关保持在合闸位置。 1.1.3 合闸弹簧储能过程

图3所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧释放（分闸弹簧已

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储能）。断路器合闸操作后，与棘轮相连的凸轮板使限位开关33HB闭合，磁力开关88M带电，接通电动机回路，使储能电机启动，通过一对锥齿轮传动至与一对棘爪相连的偏心轮上，偏心轮的转动使这一对棘爪交替蹬踏棘轮，使棘轮逆时针转动，带动合闸弹簧储能，合闸弹簧储能到位后由合闸弹簧储能保持掣子将其锁定。同时凸轮板使限位开关33HB切断电动机回路。合闸弹簧储能过程结束。

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1.2 机械防跳原理 图4 机械防跳原理 断路器防跳性能可以通过两个方面实现的：第一是操动机构本身实现机械防跳，第二是在操动机构的合闸回路中设置的“防跳”线路来实现。图4介绍了机械防跳装置的原理，其动作过程如下:

1）. 图a所示状态为开关处于分闸位置，此时合闸弹簧为储能（分闸弹簧已释放）状态，凸轮通过凸轮轴与棘轮相连，棘轮受到已储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩，但合闸触发器和合闸弹簧储能保持掣子的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。

2）. 当合闸电磁铁被合闸信号励磁时，铁心杆带动合闸撞杆先压下防跳销钉后撞击合闸触发器。．合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹

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簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转，释放棘轮上的轴销B。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转，使主拐臂以顺时针旋转，断路器完成合闸。

3）．滚轮推动脱扣器的回转面，使其进一步逆时针转动。从而，脱扣器使脱扣杆顺时针转动(见图4b)，从防跳销钉上滑脱，而防跳销钉使脱扣杆保持倾斜状态(见图4c).

4）.断路器合闸结束，合闸信号消失电磁铁复位(见图4d).

5) .如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸， 在分闸 在这一过程中，只要合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此，断路器不能重复合闸操作(见图4e)实现防跳功能。

当合闸信号解除时，合闸电磁铁失磁，铁心杆通过电磁铁内弹簧返回，则铁心杆和脱扣杆均处于图4a状态，为下次合闸操作作好了准备。 1.3弹簧操作机构的组成

弹簧操作机构主要由箱体、二次控制部分、机构芯架组成。 1.3.1) 箱体

主要是将二次控制部分、机构芯架部分保护在相对封闭的空间,箱体防护等级为IP54。 1.3.2) 二次控制部分

操动机构箱内，带有完善的二次控制和保护回路，如储能电机的过载，超时等保护信号，就地、远方操作选择，自带防跳回路及SF6气体密度监测系统。

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1.3.3) 机构芯架

主要构成： 凸轮轴装配—分闸机构装配—合闸机构装配—合闸弹簧装配—分闸弹簧装配—操作机构总装。 1.3.3.1凸轮轴装配

凸轮轴装配由棘轮装配、微动开关装配和离合器等构成，完成合闸弹簧储能的功能，通过微动开关实现对储能电机的控制。 1.3.3.2 分闸机构装配

分闸机构装配由分闸电磁铁、拐臂、分闸掣子装配构成。完成合闸位置的保持和接受分闸命令进行分闸操作。 1.3.3.3合闸机构装配

合闸机构装配由合闸电磁铁、防跳装置、合闸储能保持掣子装配等构成。完成合闸弹簧储能后保持和接受合闸命令进行合闸操作。 1.3.3.4合闸弹簧装配

合闸弹簧装配包括合闸弹簧筒，拉杆，合闸弹簧等。 1.3.3.5分闸弹簧装配

分闸弹簧装配包括分闸弹簧，油缓冲器装配等 1.4 弹簧机构的技术参数 1.4.1机构的参数见表2

表2

1 弹簧机构活塞杆行程 0.0100.03.0 mm 断路器处于分闸状2 拐臂滚子和机构凸轮之间间隙 1.4±0.3 8

合闸弹簧定位螺母与定位杆距12.0～47.0 态合闸弹簧已储3 离 合闸电磁铁行程C 触发器与脱扣器间隙D 4 C－D 触发器与防跳杆间隙E 分闸电磁铁行程F 5 触发器与脱扣器间隙G F－G

1.4.2控制回路与辅助回路参数

控制回路与辅助回路参数见表3

控制回路与辅助回路参数 表 3

序号 1 2 3 4 5

能。见图8 5.0～5.5 2.0～2.5 3.0～3.5 1.0～2.5 2.8～3.2 断路器处于合闸状0.8～1.2 态 。见图10 1.6～2.4 断路器处于分闸状态。见图9 项目 分、合闸线圈控制电压 分闸线圈电流 合闸线圈电流 电机电源电压 电机功率 单位 V A A V 数据 DC220 2 2 DC 110 5.8 3.3 备注 DC110/220 AC220 W 9

按订货合同 300 6 7 8 电机转速 电机电流 电压 加热器 功率 r.p.m A V W 5.5 750 2.7 220 100

1.4.3 SF6气体压力参数

SF6气体压力参数随所配的产品，表4以LW25-126为例

表 4 （20℃）

序号 1 2 3 项目 额定充气压力 补气报警压力 断路器闭锁压力 单位 MPa 0.50 数据 0.40* MPa 0.45±0.03 0.35±0.03 MPa 0.40±0.03 0.30±0.03 注：带*0.40为低温使用开断电流31.5kA

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1.5 配弹簧机构的断路器在运行中的故障处理见表5 表5

分类 关合动作的异常 不正常现象 1..不能电气合闸 估计主要原因 1.1 电源不良 1.2 电气控制系统不良 1.3 SF6气体压力不足,压力开关动作闭锁 1.4弹簧未储能故障 1.5 其它 2. 不能电气分闸 2.1电源不良 2.2电气控制系统不良 2.3 SF6气体压力不足,压力开关动作闭锁 2.4其它 调查事项及对策 检查控制电压U>80%Ue 控制线断线,端子松,合闸线圈故障,辅助开关接点故障 补气到额定压力 电机回路电源故障，检查回路电压U>85%Ue 电机过流或储能过时报警 电机或机械系统故障 手动关合合闸电磁铁,合闸,检查电磁铁间隙 检查控制电压U>60%Ue 控制线断线,端子松,分闸线圈故障,辅助开关接点故障 补气到额定压力 手动关合分闸电磁铁,分闸,检查电磁铁间隙 补气至额定压力,参考充气作业要领,查找漏气点,消除漏点 气压控制系统异常

3.SF6气体压力下降,63GA发出补气报警 漏气 11

1.6）现场使用中几个问题 1.6.1）弹簧操作机构润滑脂的使用

弹簧操作机构的传动零件较多，而其本身又对传动摩擦等反力特别敏感，所以出厂时对诸如轴销，轴承，齿轮，弹簧筒等转动和直动产生相互摩擦的地方涂敷低温2#润滑脂。在运行了六年后，一些润滑脂需重新涂敷。注意棘轮齿面部和大小棘爪与棘轮接触处一定不要涂抹低温2#润滑脂，以防影响机构动作的准确性。具体涂敷见图7。

图7

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1.6.2)机构行程的检查和凸轮间隙的确认

手动慢分，慢合机构可以测量机构行程和本体行程见图8，测量值应符合表2的技术要求。行程不够时，首先测量凸轮间隙，凸轮间隙越大，行程越小。

图8

1.6.3）电磁铁间隙的检查和调整

具体检查方法如下：

1.6.3.1 测量合闸电磁铁配合间隙时，产品应处于分闸位置，操动机构应插入合闸防动销进行测量。应符合表2的技术参数，见图9

1.6.3.2测量分闸电磁铁配合间隙时，产品应处于合闸位置，操动机构应插入分闸防动销进行测量。应符合表2的技术参数，见图10

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合闸线圈铁芯(9-1)螺母(9-2)螺钉(9-3)螺母(9-4) 合闸线圈(9-7) 铁芯(9-6)支架S2=4.5～5.5G2=2.0～3.5G4=1.0～2.0合闸掣子(9-8)掣子(9-9)防跳跃肖(9-10)图9 合闸电磁铁的装配及调整 分闸线圈铁芯螺母螺钉螺母分闸线圈支架铁芯S2=2.8～3.2G1=0.8～1.2图10 分闸电磁铁的装配及调整 1.6.3.3 调整 电磁铁配合间隙在厂内已调整好，到达现场后不需要再进行调整。若出现异常，其调整方法如下：

合闸电磁铁行程尺寸的调整：松开螺母9－3，对称拧动螺钉9－4，调整限位尺寸。

尺寸G的调整；松开螺母9－2，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 分闸电磁铁行程尺寸的调整：松开螺母10－4，对称拧动螺钉10－3，调整限位尺寸。

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尺寸D、E的调整：松开螺母10－2，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 注意：由于电磁铁的各配合间隙是相互联系的，所以每调一个尺寸，对其它尺寸应进行复查，直到全部合格为止，最终锁紧螺母。 1.6.4）微动开关和凸轮间隙的复查 微动开关和凸轮间隙，决定了储能电机的是否正确动作，用塞尺测量应符合图11的要求，即电机在未储能的状态下测量，7mm微动开关不切换，8mm微动开关切换。 图11 1.6.5 合闸弹簧手动储能的方法 当电机回路失去电源时，合闸弹簧可手动储能其方法见图12 将套杆12－1和套板手12－3插入棘爪轴的六角头内，顺时针方向旋转套筒板手12－3就可将合闸弹簧储能 15 操动机构 B1B21.4.4 分、合闸电磁铁配合间隙的检查 分、合闸电磁铁的配合间隙，现场一般不须进行调整，但为了避免有误，现场应进行复查和确认，复查间隙的参数要求见表2，具体位置见图9，图 G3=1.4±0.3图12 手动操作装置安装 12－1套杆； 12－2棘爪轴； 12－3套板手； 12－4套筒板手； 12－5套管； 12－6盖板； 12－7机构箱； 12－8起重杆； 12－9螺母； 12-10轴承； 12－11拐臂； 12-12合闸弹簧储能示意

1.7弹簧机构目前的发展趋势和国内外水平

进年来弹簧机构由于其本身众多的优点所决定在SF6断路器中得到了广泛的应用，尤其在用于操作功较小的自能式和半自能式灭弧室中，由于其体积小，操作噪音小，对环境无污染，耐气候条件好，免运行维护，可靠性高等一系列优点受到电力系统广大用户的推崇，是当前发展势头迅猛的一种断路器操作机构。统计资料表明国产开关与进口开关在质量上的主要差别是在操动机构上，由操动机构造成的非计划停运占非计划停运总数的63.2%，扣除操动机构的影响，国产开关与进口开关的非计划停运率相当。操作动构的专业化生产能提高国产开关的可靠性。使我厂生产的开关与进口开关可靠性提高到同一水平。

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二．气动-弹簧操动机构

SF6

产品所配的气动操动机构是一种以压缩空气做动力进行分闸操

作，辅以合闸弹簧作为合闸储能元件的操动机构。压缩空气靠产品自备的压缩机进行储能，分闸过程中通过气缸活塞给合闸弹簧进行储能，同时经过机械传递单元使触头完成分闸操作，并经过锁扣系统使合闸弹簧保持在储能状态。合闸时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头完成合闸操作。所以该机构确切应为气动-弹簧操动机构。

气动-弹簧操动机构结构简单，可靠性高，分闸操作靠压缩空气做动力，控制压缩空气的阀系统为一级阀结构。合闸弹簧为螺旋压缩弹簧。运行时分闸所需的压缩空气通过控制阀封闭在储气罐中，，而合闸弹簧处于释放状态。这样分，合闸各有一的系统。储气罐的容量能满足这样设计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性，既可满足O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循环，机械稳定性试验达一万次。

气动-弹簧操动机构根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异，分为CQ6机构（日本三菱型号AM25）和CQ7机构（日本三菱型号AM32）， CQ6机构主要用于220KV及以下等级的产品，CQ7机构主要用于363KV和550KV等级的产品。下面介绍220KV瓷柱式SF6断路器用CQ6机构。 2.1断路器操动机构的技术数据见表6。

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操动机构的技术数据 表6

序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 分.合闸操作控制电压 分闸线圈电流 合闸线圈电流 分闸线圈电阻 合闸线圈电阻 分/合闸回路数 压缩机电源电压和电机功率 电源电压 单位 V A A Ω Ω 个 V/ kW 参 数 值 DC220或DC110 2.5 2.3 19±5% 33±5% 2/1 AC380/2.2(50Hz) 或DC220/1.5 V W MPa MPa MPa AC220 2×250 1.50 1.20 1.43 1.46 1.45 1.55 1.70～1.80 1.45～1.55 2.0～2.4 0.5～0.9 8 9 加热器 功率 额定操作空气压力 10 断路器闭锁操作空气压力 11 断路器重合闸闭锁压力 12 断路器解除重合闸闭锁空气压力 MPa 13 压缩机启动压力 14 压缩机停止压力 15 安全阀动作空气压力 16 安全阀复位空气压力 MPa MPa MPa MPa mm mm 18

17 分闸铁心行程ST（见图22） 脱扣杆间隙GT

ST-GT 18 合闸铁心行程SC (见图22) 脱扣板与闭锁杠杆间隙GC1 防跳跃间隙 GC2 19 活塞行程(见图21) B3-B1 活塞超程 B1-B2

mm mm mm mm mm mm 0.7～1.4 4.5～5.5 2.0～3.5 1.0～2.0 140.0 -3.0 6.0±1.0 +1SF6气体压力参数 表7（20℃）

序号 1 2 3 项目 额定充气压力 补气报警压力 断路器闭锁压力 单位 MPa MPa MPa 0.60 数据 0.50* 0.55±0.03 0.45±0.03 0.50±0.03 0.40±0.03 注：带*0.50为低温使用开断电流40kA

2.2 CQ6型气动-弹簧操动机构动作原理

CQ6型气动-弹簧操动机构见图13、图14、图15。气动-弹簧操动机构是由活塞和气缸组成的驱动机构，还包括控制压缩空气的控制阀，由电信号操纵的合闸和分闸电磁铁、以及合闸弹簧，缓冲器，分闸保持掣子、脱扣器等其它零部件。 分闸动作过程

图13所示状态为开关处于合闸位置，由控制阀内弹簧在连板上产生的

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顺时针方向的力矩被掣子在连板上产生的逆时针方向的力矩抵消，使控制阀不能动作，控制阀将压缩空气封闭在储气罐中，使压缩空气罐内的压缩不能通过．产品在合闸弹簧作用下保持合闸位置。 分闸操作（图13，14，15）

分闸信号使分闸线圈带电，并使分闸撞杆撞击分闸触发器，分闸触发器顺时针方向旋转，带动锁扣掣子逆时针方向旋转。这样由控制阀内弹簧在连板上产生的顺时针方向的力矩将控制阀打开，将在储气罐中的压缩空气释放，压缩空气进入气缸，迫使活塞向下运动，通过传动系统打开动触头完成分闸操作，断路器分闸。以下为具体动作原理。

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图13

．在合闸位置(见图13)由控制阀内弹簧在连板上产生的顺时针方向的力矩被掣子在连板上产生的逆时针方向的力矩抵消，使控制阀不能动作，使压缩空气罐内的压缩不能通过．产品在合闸弹簧作用下保持合闸位置

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图14

分闸操作的过程如下：（图14，15） a．分闸信号使分闸电磁铁通电

b.分闸电磁铁的动铁芯向下运动,撞击掣子。掣子由两个连杆和三根短轴组成,白色轴连接着两个连杆，两根黑色轴将两个连杆分别连在机架上。掣子右侧的连杆在铁芯的撞击下顺时针旋转，左侧的连杆反时针旋转，因而连板和掣子的约束被释放。

c．连板顺时针转动，使控制阀在其内部弹簧力的作用下打开。 d．压缩空气罐内的压缩空气进入气缸。

e．压缩空气推动活塞向下与活塞相连的动触头被带动，断路器分闸。

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f.在分闸操作的最后阶段，连板被与活塞相连的凸轮下压，使控制阀又回到合闸位置状态。气缸内的空气通过排气口排出。最后轴“A\"被分闸保持掣子锁住，断路器分闸操作完成。在分闸操作时，合闸弹簧由活塞作功储能。

图15

合闸操作 （图15）

图15所示状态为开关处于分闸位置。在分闸位置，断路器是由通过连接在机架上的分闸保持掣子在机械上锁住。分闸保持掣子受到由合闸弹簧力产生的反时针方向的力矩作用，此时其又与脱扣器和自身轴销构成“死点”结构产生顺时针方向力矩，保持产品的分闸状态。

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触头合闸需要的功是从合闸弹簧取得的。当轴“A”3被释放，活塞由合闸弹簧驱动向上经传动系统使动触头闭合。

合闸操作过程如下：

a．合闸信号使合闸电磁铁通电。 b.合闸电磁铁的铁芯向下撞击脱扣器．

c．脱扣器和分闸保持掣子之间的“死点’状态解除．

d.分闸保持掣反时针转动，轴“A”从分闸保持掣于的约束中释放。 e，活塞和动触头由合闸弹簧驱动向上完成合闸。 重合闸操作：

断路器的重合闸操作是依靠断路器分闸后，其气动机构的传动系统与控制回路能迅速地恢复到准合闸状态，然后在重合闸继电器(在主控室)的控制下断路器再次合闸。如果短路故障已经解除，则重合闸成功，断路器继续正常运行，如果短路故障尚来解除，则关合后立即(但不小于40ms)分闸，进行一次不成功的重合闸操作。 断路器的机械防跳原理：（图16）

断路器防跳性能可以通过两个方面实现的．第一是操动机构本身实现机械防跳，第二是在操动机构的合闸回路中设置的“防跳”线路来实现。有时开关在设计院设计中已经有电气防跳，故为防止冲突，可将我厂产品中的电气防跳回路解除。目前在CQ6型操动机构上装有一个机械防跳装置。 图16介绍了机械防跳装置的原理，其动作过程如下:

a．分闸保持掣子锁住铀“A“使断路器保持在分闸位置。轴“A”与操作杆连在一起，合闸弹簧的反力作用在其上，方向如图所示，这样，轴“A”

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便给分闸保持掣子一个逆时针的转矩．但同时分闸保持掣子还被脱扣器通过滚轮锁住。

b．当合闸电磁铁被合闸信号励磁时，铁心杆带动脱扣杆撞击脱扣器，使它逆时针方向转动，解脱了对分闸保持掣子的约束。分闸保持掣子便在合闸弹簧的反力作用下逆时针转动，轴“A”被解脱，断路器合闸。同时，铁心杆通过脱扣杆压下防跳销钉．

c．滚轮推动脱扣器的回转面，使其进一步逆时针转动。从而，脱扣器使脱扣杆顺时针转动(见图16b)，从防跳销钉上滑脱，而防跳销钉使脱扣杆保持倾斜状态(见图16c).

d，如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸，轴“A”便会向下运动，分闸保持掣子在复位弹簧作用下顺时针转动锁住轴“A”，然后，分闸保持掣子本身又被脱扣器锁住。

在这一过程中，只要合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此，断路器不能重复合闸操作(见图16e)实现防跳功能。

当合闸信号解除时，合闸电磁铁失磁，铁心杆通过电磁铁内弹簧返回，则铁心杆和脱扣杆均处于图16a状态，为下 次合闸操作作好了准备。

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图16

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断路器的闭锁：

为保证断路器获得所需要的开断能力，在断路器操动机构的控制回路中设有以下两种闭锁装置，一种为低空气操作压力闭锁；一种为低SF6压力闭锁。

断路器的缓冲：

为使断路器的分、合闸操作比较平稳，该断路器采用油缓冲器来吸收分、合操作中的剩余能量，减少对断路器本身的冲击，提高产品的机械可靠性。

2.3气动-弹簧操动机构的组成

气动-弹簧操作机构主要由机构箱体、二次控制部分、机构芯组成。 2.3.1) 箱体

主要是将二次控制部分、机构芯部分保护在相对封闭的空间,箱体防护等级为IP54。 2.3.2 二次控制部分

操动机构箱内，带有完善的二次控制和保护回路，如就地、远方操作选择，自带电气防跳回路，非全相保护回路，空压机控制回路等以及空气/SF6低气压闭锁，电机运转及过载等保护信号和SF6气体密度监测系统。 c) 电气防跳跃回路

合闸信号给出后,断路器合闸 ,转换开关转换,52a接通分闸回路,52a*为其中一对特殊长接点,先于52a接通,使52Y防跳继电器动作,切断合闸回路。若合闸信号未撤除，分闸信号又给出，断路器分闸，52a*打开，防跳继电器通过已闭合的常开接点52Y和R2自保持，合闸回路中的接点52Y仍断开，合闸回路仍不通，断路器不会再次合闸。直至撤除

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了合闸信号，52Y继电器复位，合闸回路接通后，才能进行下一次合闸 d) 非全相运行保护回路

断路器合闸时,若出现某极拒合,或出现个别极因故跳闸时,这种状态的延续时间超过时间继电器47T的整定时间,它的触点将接通而启动47TX,47TX的触点将接通分闸控制回路,使处于合闸位置的各极分闸,并同时发出报警信,47T的整定时间为1～2s。 e) 压缩机电机回路

当储气罐空气气压在压缩机启动气压1.45MPa以下时，压力开关63AG闭合，使接触器88ACM通电,接通电机回路，压缩机电机ACM启动。气压升至压缩机停止气压1.55MPa时，压力开关63AG打开,电动机停转。如压缩机电机出现过负荷，热继电器49M使88ACM断电，电动机自动停机。热继电器49M的整定电流为4.8A。 f)加热器回路

三极机构箱内均装有两套空气加热器SH1和SH2，加热器SH1与温湿度控制器串联。当空气湿度大于80%时或当环境温度在5℃以下时，自动投入SH1，驱除机构箱内的潮气或加热，高于15℃时SH1退出运行。当温度低于0℃时，投入SH2为机构箱内加热。同时投入SH3为防冻箱加热，防止放水阀门结冰堵死。 g)低SF6密度保护

断路器本体内的SF6气体密度降低至补气气压0.55MPa时，密度继电器的报警触点63GA动作,发出报警信号,提醒值班人员对断路器补充SF6气体。若SF6气体密度继续降低至开关闭锁气压0.5MPa时，密度继电器

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的闭锁触点63GL闭合，使63GLX动作，切断分、合闸控制回路，断路器不能进行分、合闸操作。 h)重合闸闭锁

重合闸闭锁的含义:重合闸操作是指一个完整的重合闸操作顺序，即O-0.3s-CO。重合闸闭锁是指对整个操作顺序的闭锁。也就是说，空气压力有泄漏且低于1.43MPa时，产品不应执行“O-0.3s-CO”这样的操作顺序。而只能执行单分或单合操作；当空气压力高于1.43MPa时,产品能执行完整的“O-0.3s-CO”操作。重合闸闭锁信号是在操动机构的压缩空气泄漏、气压下降时由压力开关63AR发出的。

63AR的这对触点在常压下为常闭触点。当断路器正常运行时（P=1.5MPa）它是断开的。当气压下降到1.43MPa时，它会闭合，而当气压升高到1.46MPa时，它又断开.

j)分闸闭锁（空气欠压闭锁报警）

当空气气压≤1.2MPa时，63AL接点闭合，63ALX通电励磁，其接点63ALX断开，从而切断合闸回路和分闸回路，实现断路器操作闭锁。

2.2.3操作机构芯的组成见 图18

a) 气动-弹簧操动机构是由控制合闸操作部分的机构架，控制压缩空气的控制阀，由电信号操纵的合闸和分闸电磁铁、活塞和气缸组成的驱动机构，以及合闸弹簧，缓冲器，分闸保持掣子、脱扣器等其它零部件。

b) 气动-弹簧操动机构的关键部件控制阀见图19

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图19

2.2.4 SF6气体和压缩空气监控系统 a)SF6气体监控系统

图（20）表示了SF6气体监控系统。各相的SF6气体监控系统是的。 SF6 气体监控系统包括以下部分：温度补偿式SF6密度控制器, SF6气体压力表,带有保护盖的充气阀门检验口,截止阀。温度补偿式SF6密度控制器有两种监控功能:( 见控制原理图)

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其一：当SF6气压低于0。55Mpa（5.5Kgf/cm2.200C）时，发出补气警告。

其二：当SF6气压低于0。50Mpa（5 Kgf/cm2.200C）时，切断分，

合闸回路。使断路器不能操作 b) 压缩空气和SF6气体监控系统

压缩空气和SF6气体监控系统见图（20）

图20

断路器每相均有一台空气操动机构和储气罐，三相的储气罐通过气管连接起来。三相共用一个空气压缩机。

空压机和包括有空气压力表,空气压力开关的压缩空气监控系统通常置于B相结构箱中。

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空气压力开关63AG用于控制空压机的启动，当压缩空气压力低于1.45MPa时,其接点闭合，高于1.55MPa时打开。

空气压力开关63AL用于断路器操作闭锁控制，当空气压力低于1.20MP（12kgf/cm2）时，其接点闭合，高于1.30MPa（13kgf/cm2）时打开。 在压缩空气监控系统中，还包括以下部件： ---逆止阀用于防止压缩空气倒流入空压机中。 ---安全阀用于防止压缩空气压力高于最高工作压力。

---换气装置使储气罐中的压缩空气有一恒定的泄漏，以使空压机能定期地工作。以防长期不运转产生锈蚀，卡塞。

---换气截止阀在压缩空气泄漏检查时用来关闭换气装置,空气压力开关63AR用于断路器重合闭锁控制。万一压缩空气有泄漏时，当压力泄漏到1.43MPa时，63AR的一对常开接点闭合。给电站主控室的重合闸回路发出重合闸闭锁信号，此时不能对开关进行重合闸（指 分– 0.3S - 合分）操作。

2.3 机构尺寸的检查和调整尺寸应符合表6规定

2.3.1机构行程尺寸是由机械加工尺寸决定的一般情况下是合格的，不需要调整。如果检查发现超行程（缓冲器过冲）不合格，其主要原因是机构芯的托板间距离261mm尺寸有问题。用390N.m力矩扳手松开固定托板的双头螺栓的锁紧螺母，调整托板间距离尺寸为261mm，调整合格后再用原力矩紧固。

如果检查发现本体超行程不合格，其主要原因是单极断路器的灭弧室与机构箱相序不对，如果发现这种情况，应尽快按相同相序灭弧室和机构

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箱安装。如果产品的SF6气管已经连接，灭弧室内已重新充入SF6气体，则相序调整就必须重新测量行程，若行程不符合要求，需要重新调整。具体方法是：参照图21 ，用770N.m力矩扳手松开双头螺栓的锁紧螺母（右旋）和（左旋）；锁紧螺母上有紧定螺钉M6×6，应事先拆除；顺时针转动双头螺杆，则超行程减小，逆时针转动则超行程增大；调整合格后再用原力矩紧固。

图21

2.3.2分、合闸电磁铁配合间隙的检查和调整

分、合闸电磁铁配合间隙，现场一般不须进行调整，但为避免有误，现场应进行复查和确认，复查间隙的参数要求见表9， 具体位置见图22。

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图22

a) 电磁铁间隙的检查和调整应符合表9的技术参数，

具体检查方法如下：测量分闸电磁铁配合间隙时，产品应处于合闸位置，操动机构应插入分闸防动销进行测量。应符合表9的技术参数.

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测量合闸电磁铁配合间隙时，产品应处于分闸位置，操动机构应插入合闸防动销进行测量。见图22

b) 调整

电磁铁配合间隙在厂内已调整好，到达现场后不需要再进行调整。若出现异常，其调整方法如下：

分闸电磁铁行程尺寸ST的调整：松开螺母2，对称拧动螺钉1，调整限位尺寸。

尺寸GT的调整；松开螺母3，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 合闸电磁铁行程尺寸SC的调整：松开螺母11，对称拧动螺钉10，调整限位尺寸。

尺寸GC1、GC2的调整：松开螺母12，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 注意：由于电磁铁的各配合间隙是相互联系的，所以每调一个尺寸，对其它尺寸应进行复查，直到全部合格为止，最终锁紧螺母。

表9 操动机构的技术数据

序号 分闸电磁铁脱扣杆间隙GT （见图23） 配合间隙差值ST-GT 合闸铁心行程SC 合闸电磁铁脱扣板与闭锁杠杆间隙GC1 （见图23） 防跳跃间隙GC2 操动机构 （见图22） 活塞行程B3-B1 活塞超程B1-B2 mm mm mm 1.0～2.0 140.0 -3.0 6.0±1.0 +1名 称 分闸铁心行程ST 单位 mm mm mm mm mm 参 数 值 2.0～2.4 0.5～0.9 0.7～1.4 4.5～5.5 2.0～3.5

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2.4气动-弹簧操动机构的维护

a) 每六年建议更换的零件(根据检修情况)

见表

10更换机构的零件之前，断路器应退出运行。

表10

更换周期 6年 零件名称 阀片 阀密封 参 考 见图19，若未损坏可继续用 见图19，如未损坏可继续用 见图19 操作5000次

控制阀装配 b) 机构箱的密封，防潮问题

机构箱及门的密封设计能保证箱体防水要求。通风孔的设计及电缆孔的密封设计与加热器的配套使用，能保证机构箱内元件通风良好，不受潮。加热器8SH1的投入为人工控制，所以在阴雨天，潮气大时要一直投运。 c)气动-弹簧操动机构润滑脂的涂敷

机械防跳销钉,传动系统、轴销、挡圈等应定期（每年）上油，防止生锈卡死。具体见表11

表11

7019-1极压商品 复合锂基2号名 称 润滑脂 应 用 位 置 防锈处 本顿 二硫化钼锂 2号低温润滑剂 基润滑脂 动密封 SF6气体 空气中的机械传处的滑动中的机械传动处 零件 动处 空气中专用低温润滑剂 用于空气中的 SF6气体滑动润滑作 用 一般防锈润滑中传动件的剂 剂 润滑剂

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d) 运行期间排水

由于空气湿度和压缩机二级排气温度影响，造成水分进入储气罐中。所以每隔七天排水一次，以减少储气罐中水分积存。在冬夏可以增加排水次数（一星期两次）冬天利用中午排水，夏天利用早晨排水。并且把空气配管上的换气螺帽松开，以排除配管及控制阀中的水分。 e) 压缩机油位

检查曲轴箱内的油面，如低于油标高度1/4时，应往曲轴箱内加油，加油到上刻度线以下位置。注意！加油时油面不能高出上刻度线。油面低于油标高度1/4时，严禁空压机工作。

2.5配气动机构的断路器在运行中故障的简单处理见表12

表12

分不正常现象 类 关合动作1..不能电气合闸 的异常 1.4 其它 检查电磁铁间隙 压力不足,压力开关动作闭锁 手动关合合闸电磁铁,合闸,补气到额定压力 1.1 电源不良 检查控制电压U>80%Ue 估计主要原因 调查事项及对策 1.2 电气控制系统控制线断线,端子松,合闸线不良 1.3 空气或SF6气体圈故障,辅助开关接点故障 37

分闸动作的异常 3.SF6气体压力下气降,63GA发出补气压报警 控制2. 不能电气分闸 2.1电源不良 检查控制电压U>60%Ue 2.2电气控制系统不控制线断线,端子松,分闸线良 2.3空气或SF6气体压力不足,压力开关动作闭锁 手动关合分闸电磁铁,分闸,2.4其它 检查电磁铁间隙 补气至额定压力,参考充气3.1 漏气 作业要领,查找漏气点,消除漏点 4.1 漏气 查找漏气原因,消除漏点 4.空气压力下降压 力开关闭锁 4.2 空压机停止运检查电机电源,电机控制回转 路 补气到额定压力 圈故障,辅助开关接点故障 系统异常 3维修检查项目

分为一般性检查和大修性检查。一般性检查是指仅对操作机构箱及机构、空气压缩机系统进行的维护和对损坏的零部件进行更换。一般性检查可在运行现场进行。

大修性检查是指对于操作机构操作次数超过3000次应对操作机构进

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行彻底检修。大修性检查建议在制造厂进行；若现场条件许可，也可以在现场进行。 3.1维修检查项目 3.1.1操作机构

3.1.2 操动机构的润滑：对箱内所有连接部位都必须进行润滑处理，对存在生锈件的要进行更换。

3.1.3 缓冲器的检修：检查缓冲器是否有漏油现象；检查缓冲器拉杆是否有拉伤，对有拉伤的要进行更换，并检查缓冲器缸体，如有损伤也要予以处理。

3.1.4 检查固定行程螺母和挡圈：对螺母和挡圈必须用专用工具进行防松检查，重新紧固。

3.1.5检查控制阀是否有生锈现象，若有则要更换 3.1.6 对控制阀内的帽型密封、阀垫进行全部更换。 3.1.7 检查阀体内有无拉伤，防松帽是否滑丝。

3.1.8检查触发器、挚子、及轴承是否存在磨损，若有磨损则要更换。 3.1.9更换解体部分的“O”型圈：将设备上解体部分“O”型圈全部换掉并做破坏处理，用刮胶板去除原存密封胶，用酒精清洗密封面，对密封圈及密封槽进行严格检查后，使用规定的密封胶，换上新的“O”型圈。 3.2 SF6气体系统

3.2.1 断路器本体：使用检漏仪对充放气阀门进行泄漏检查，对存在漏气的阀门进行更换。同时对阀门盖板内的“O”型圈进行更换，并对阀门盖板进行充气检查。

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3.2.2. 操动机构箱内 检查效验SF6密度控制器的整定值： 63GA 动作值：P1=0.55±0.3 MPa 复归值：P2=P1+（0.01～0.05）MPa 63GL 动作值：A=0.50±0.3 MPa 复归值：B=A+（0.01～0.05）MPa

检查箱内所有阀门，对所有存在漏气现象的阀门必须更换。处理后的所有阀门必须保证在正确的常开、常闭位置。检查箱内SF6漏气现象：对拆装过的密封面进行漏气情况检查，确保无漏气现象。

压缩空气系统：

3.3.1检查产品压缩空气系统相关的整定值

压缩机启动压力： 动作值：1.45±0.03 Mpa 复归值：1.55±0.03 MPa

断路器闭锁操作压力：动作值：1.2±0.03 MPa复归值：1.3±0.03 MPa 重合闸闭锁空气压力动作值：1.43±0.03 MPa复归值：1.46±0.03 MPa 安全阀动作压力： 动作值：1.7 ～ 1.8 MPa复归值：1.45 ～1.55 MPa 3.3.2 对空气系统阀门进行检漏，有漏气现象的必须更换。所有箱内空气阀门必须保证在常开位置，箱外空气阀门保证在关闭位置。

3.3.3空气压缩系统检漏：包括箱内及箱外检漏。对存在漏气的要进行处理，对损坏件要进行更换，空压机工作400小时后需进行大修。 3.3.4检查空压机的启动打压情况是否正常。 3.4对操作机构箱的检查

辅助开关及继电器触点的检查：必须对两种动作位置的触点进行检查，对接触不良和触点有粘连的都必须更换。

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加热器的检查：对设备的加热回路、加热器进行检查，并对有加热不良现象的进行更换。

检查位置指示器及计数器。

机构箱内漏水及生锈情况检查：对原涂抹的防水胶进行检查，对有爆裂和脱落现象的进行修补；对设备内部生锈件进行更换处理。

门密封： 检查门密封垫，对老化和缺少的进行修补。 紧固或更换箱内固定件螺钉、控制回路接线端子螺钉。

润滑处理：对设备内部的连接系统、控制阀内部的连接系统做润滑防

锈处理。

3.5 检查维护后的试验

手动分合：对设备手动分合各5次，电动分合各10次，观察设备操作的灵活性、可靠性。

机械特性测试：在SF6气体额定压力、额定操作气压1.5MPa的情况下，对产品进行如下测试： 固有分闸时间： 合闸时间： 合闸不同期： 分闸不同期：

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三．液压弹簧操动机构

1 概述

1.1 CYA3型液压弹簧机构（以下简称操动机构）是用来操动LW25-３６３４２０ 型高压六氟化硫断路器（以下简称断路器）的，属于户外型装臵，具有加热通风和防潮装臵，其使用环境条件与断路器相同。

1.2 单操动机构箱配断路器单极，可使断路器实现单极操作，各极均可单独手动缓慢分、合闸；就地电动快速分、合闸；远方电动快速分、合闸和重合闸。通过电气控制可实现三极操作。

1.3 当断路器内所充SF6气体密度下降到极限值时，操动机构能分别发出补气和闭锁信号，并且能实现操作闭锁。

1.4 操动机构具有在合闸状态油压下降到零并重新启动油泵电机建立油压时不发生慢分闸的性能。

1.5 操作机构装有安全阀，具有在系统油压异常情况下自保护的功能。 1.6 操动机构符合ICE62271-100《高压交流断路器》和GB1984《交流高压断路器》中有关对操动机构的要求。

1.7 操动机构出厂前和断路器一起均通过严格检查和试验考核，产品到达现场后，不用解体检查，经安装调试合格后即可投入运行。 2 结构与工作原理 总体结构

2.1 总体结构参见图1及图2。每台断路器配三台机构箱，每台机构箱内装有机械操动部分和电气控制部分。CYA3机构的操动部分采用了ABB公司生产的HMB-4的扩展型动力部件作为机芯。这个机芯包括的模块有：充能模块、贮能模块、工作模块、控制模块、监测模块。 2.2 机械部分工作原理（参见图3、4、5）

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2.2.1 模块功能简介

工作模块（工作缸）采用常充压差动式结构，高压油恒作用于有杆侧。

1.低压箱 2.油位观察窗 3.活塞杆 4.泄压阀操作手柄 5.泄压阀 6.HMB-4碟簧装配 7.HMB-8碟簧装配 8.合闸控制阀 9.分闸控制阀Ⅰ 10.分闸控制阀Ⅱ 11.换向阀 12.带电机的充能模块 13.碳刷

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14．贮能模块 15.弹簧行程开关

图1 HMB-4扩展型结构（行程开关侧）

1.连接块 2. 辅助开关 3.连接块 4.导向块 5.图2 HMB-4扩展型结构（辅助开关侧）44

辅助开关

分、合闸速度可通过相应的节流螺塞来分别调整。在出厂时已调整好，出 厂后一般不用再调整。

充能模块（电机和油泵）将电能转变成机械能再转换成液压能带动贮能模块（贮压器）压缩碟簧贮能。

监测模块（弹簧行程开关等）监测并控制碟簧的贮能情况。控制模块（电磁阀及换向阀等）控制工作缸的分、合动作。 2.2.2 贮能过程（图5）

接通油泵电机10回路，电机带动油泵11运转，油泵输出的高压油同时进入3个贮能活塞（2、8、12）的上端，推动贮能活塞向下运动压缩碟簧进行贮能。贮能到位后，弹簧行程开关1切断油泵电机，油泵停转，贮能过程结束。当操作后或泄漏到一定值时，弹簧行程开关接通油泵电机再次补压到油泵停转位臵。 2.2.3 合闸操作（图3，4）

在分闸位臵时，接通合闸电磁阀，换向阀切换至 合闸状态，常充压差动活塞的底部与高压油接通，在差动原理作用下，快速向上合闸并带动辅助开关切换，断开合闸回路，为分闸作好准备。 2.2.4 分闸操作（图4、5）

在合闸位臵接到分闸命令，分闸电磁铁动作，换向阀切换至分闸位臵，差动活塞高压油通过换向阀连通至低压油箱，在差动活塞上端常高压的作用下，活塞快速向下运动分闸，并带动辅助开关切换，切断分闸回路，为下次合闸作好准备。 2.2.5 速度调整（图3、4）

可利用合闸节流螺塞和分闸节流螺塞对合闸速度及分闸速度分别进行

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调整，但产品出厂后一般可不再调整。 2.2.6 慢分、慢合操作（图5、6）

1，2.辅助开关 3.低压接头 4.合闸节流螺塞 5.合闸控制阀 6.分闸控制阀 7.控制模块 8.换向阀 9.分闸节流螺塞 10.碟簧装臵 11.油位观察窗 12.贮能模块 13.贮能活塞 14.支撑环

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图3 HMB-4液压弹簧机构合闸位臵

1，2.辅助开关 3.低压接头 4.合闸节流螺塞 5.合闸控制阀 6.分闸控制阀 7.控制模块 8.换向阀 9.分闸节流螺塞 10.碟簧装臵 11.油位观察窗 12.贮能模块 13.贮能活塞 14.支撑环

图4 HMB-4液压弹簧机构分闸位臵

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1.弹簧行程开关 贮能模块 3.分闸节流螺塞 4.换向阀 5.分闸控制阀 6.合闸控制阀 7.合闸节流螺塞 8.贮能模块 9.排油阀 10.油泵电机 11.液压泵 12.贮能模块 13.泄压阀/溢流阀

图5 HMB-4液压弹簧机构分闸位臵

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进行慢分、慢合操作时应遵守下列步骤：

1）切记应先将图6中的合闸位臵闭锁销弹簧插头拔出，试验完后随即装上。 2）断开油泵电机10的控制开关，用泄压阀13释放系统油压，将系统油压释放为零，随即关闭泄压阀。

3）合上控制开关接通油泵电机，待油泵运转1∽2秒时，手按合闸（或分闸）电磁铁推杆进行慢合（或慢分）运动。

图6 合闸位臵闭锁销

2.3 电气控制原理

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本产品电气控制原理及接线见附图一和附图二，其中，附图二为带有金短时间保护的电气控制。电气原理图和接线图均为产品分闸状态、电气元件无激励状态、操作方式为远方操作时的位臵、SF6密度控制器和弹簧行程开关处于无压状态。以下分别论述。 2.3.1 合闸操作和分闸操作

产品在分闸位臵，合闸回路接通。接到合闸指令时，合闸线圈52C带电，使产品合闸。合闸过程中，辅助开关52a、52b发生切换，合闸回路断开，分闸回路接通。

当产品接到分闸指令时,分闸线圈52T带电,使产品分闸分闸过程中辅助开关52a、52b再次切换,分闸回路断开,合闸回路接通,等待下次合闸指令。 2.3.2 SF6低气压操作闭锁

当SF6压力低于0.5MPa时，63GL接通，继电器63GLX励磁动作，其常闭触点断开，切断分、合闸回路。 2.3.3 低油压分、合闸闭锁

当油压低于分闸闭锁压力时，低油压分闸闭锁压力开关63HL1断开，继电器63HL1X失电，其触点断开，切断分闸回路。

当油压低于合闸闭锁压力时，低油压合闸闭锁压力开关63HL2断开，继电器63HL2X失电，其触点断开，切断合闸回路。 2.3.4 电机控制

断路器合闸操作后，限位开关33hb闭合，接触器88M得电接通电机回路，对碟簧进行储能，储能到位后，控制凸轮使限位开关33hb切断电机回路。当发生故障电动机运转时间过长时，时间继电器48T的延时闭合触点闭合，辅助继电器49MX的常闭触点打开，切断电机回路，使电动机停转。当电机回路出现过载时，热继电器49M的常闭触点断开，切断电机回路。 2.3.5 加热器控制

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8SH为自动开关，用来控制加热器SH（如需实现自动控温、控湿功能，请在订货中说明）。 2.3.6 就地—远方转换

43LR为就地—远方转换开关，在远方位臵，由主控室对产品进行操作。切换至就地位臵并关合自动开关8D1、8D2后，用11-52手动控制开关进行就地分、合闸操作。 2.3.7 报警信号与工作信号

SF6低气压报警信号接点为桥式接点，当SF6气压低于报警压力时，该接点接通，发出补气报警信号。

SF6低气压闭锁接点见附图，当产品出现低气压闭锁时该接点接通，其发出相应的闭锁信号。

自动开关8D1、8D2、8M、8SH的故障报警信号接点见附图，当上述自动开关任一个发生过载或短路故障时，相应接点接通，发出有关故障报警信号。 2.3.8 非全相运行保护

控制系统设有非全相运行保护回路，当运行中的断路器出现单极或两极跳闸后，将使其相应极的转换开关52a、52b发生切换，从而使继电器47T启动，经延时后（考虑到单相重合闸的要求），再启动继电器47TX，使控制电源电压直接加到各极的分闸回路中，其余极随即分闸，避免了断路器缺相运行。 具体47T使用注意以下3点

1) 当开关用作变压器侧保护或母联开关时，由于对开关三极的同期性要求非常严格，所以当其一极同另两极位臵不一致时，开关三极要求在非常短的时间内保护性分闸，由继电保护实现，断路器出厂时，一般时间整定在0.2～0.5s。 2) 当开关在线路上使用时，如线路要求有单相重合闸时，则开关三极不同期时间可以相对长些但一般也在0.2～0.5s。

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3) 当开关用作变压器侧保护或母联开关时，由于对三相开关的同期性要求，如线路允许二相运行，则47T必须解除。 2.3.9 金短时间保护（见附图二）

在断路器电气控制系统中加入金短时间保护回路，可使断路器在无任何人为延时操作下，断路器的合分时间维持在40±5 ms范围内。

其具体动作过程为：当合闸回路接到合闸命令后，在合闸运动过程中，转换开关特殊接点52ab接通，金短时间保护继电器ZJ接通，串在分闸回路中的ZJ常闭接点打开，断开分闸回路，当合闸运动到一定位臵时，52ab切换打开，ZJ失电，串在分闸回路中的ZJ常闭接点接通，使分闸命令可以施加。完成金短时间保护功能。 3 操作及维修 3.1 操作说明

以下章节包含对CYA3液压弹簧机构机芯的操作及手动操作的说明。 3.1.1 油泵启动及内部密封检查

液压系统所用的密封圈能保证其密封性。但阀内金属密封装臵底座的极少泄露将导致弹簧张力的损失，这些损失将由油泵的自动补压来补偿。

在断路器不操作的情况下，油泵每天可允许启动10次（300次/月）。当一天中油泵启动次数超过10次以上时，应对操动机构进行检测。当测定油泵启动的次数时，可由油泵启动总次数减去开关操作（合闸或分闸）导致的油泵启动次数。在合闸及分闸位臵，应至少在8小时内持续进行密封检测。检测步骤是将断路器打到分、合闸的位臵，并将碟簧系统充能。要防止油泵自动启动，应保证供电电源的断开，或电机回路中8D2自动开关的断开。 以下数据要在检测记录中记录 — 时间；

— 弹簧行程的差异。

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弹簧的伸张程度允许每24小时减少30mm（油泵电机断开）。 注：油泵每天启动10-25次应检测操动机构； 油泵每天启动超过25次则应和制造厂商联系。 3.1.2 操动机构维修时注意事项

当对操动机构作维修时，断路器应该处于维修状态。

油泵电机的自动启动将通过电机连接导线的断开或小型断路器的断开来保护。 慢慢旋转碟簧系统上的泄压阀手柄，对碟簧系统卸载。 3.1.3 操动机构的手动操作

通过手按控制阀的电磁铁芯可以对断路器进行操作。手动操作手柄仅用在维修时用于检查动作的可靠性。在手动操作中，当碟簧系统充能后或断路器灭弧室SF6气体压力处于闭锁压力的最低限度时，闭锁回路不起作用。

注：在这种情况下，电气闭锁装臵将被取消，其仅用于正常操作。 3.1.4 开关的慢动操作

开关的慢动操作需要一定的经验和对机构性能的了解，否则可能引起设备故障或危及人身安全，请务必注意遵守操作规程。 3.1.5 合闸位臵闭锁的撤消

由于维修工作的需要，开始维修时要把装配好的合闸位臵闭锁装臵中的弹簧插头撤除。弹簧插头的撤除见图6。

在结束维修工作后要把合闸位臵闭锁装臵中的弹簧插头重新装配好，否则投入运行后有可能出现意外情况。 3.1.6 充能模块

操动机构的油泵电机是为短时操作而设计的，不适用于连续操作。为防止电机过热，允许每小时20次合分操作。

约5年以后应检查电极及碳刷。当碳刷的长度少于11mm时，应对其磨损部分进行更换。（图7）

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3.1.7 油位及操动机构液压油的充入

液压弹簧机构在出厂前已充入足够的储备量的液压油，如果碟簧装臵满载时，可从测量观察窗中看到液压油，则有足够的液压油用来执行开关操作。（见图8）

1.碳刷 2.油泵电机 3.锥齿轮 4.放油阀 5.偏心轴 6.逆止阀（高压） 7.液压泵 8.吸油阀（低压）

图7 充能模块

当完成检修或油损耗时，则应给操动机构重新加入液压油。

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操动机构可加入以下等级液压油：

油牌号： Esso Ｕnivis J13 或Aero shell fluid 4 制造厂商：Esso AG shell AG 注：两种液压油可混合使用。

操作机构初次加油或再次注油（如维修后）均须用真空泵。应注意操作说明中有关真空泵的用法。油位过低，将通过图9所示的低油位连接器进行注油。 操作机构注油应达到有效位臵。 注油时应注意以下过程：

a） 溢流阀打开，排油阀关闭（图9）

b) 真空泵连接到低油压连接器上，油装臵通过滤油器与排油阀相连。 c) 用真空泵使液压系统低压腔压力小于100 mbar（10 kPa） d) 将真空泵接通，打开排油阀给操动机构加油，直至油位到观察窗的上限。 e) 关闭排油阀，等待约2分钟。

f) 产生一个10-15mbar的真空，保持该真空约5分钟左右，因排油阀关闭，从而交替启动控制阀。 g) 移开真空泵，关闭低油压连接器。

h) 反转压力释放柄（溢流阀关闭），通过启动油泵使碟簧系统张紧，并合、分机构数次。

i) 当操动机构加载张开到固定位臵（垂直或水平）油位将如图8所示，可以从观察窗中看到。

j) 如图9所示，油位可通过低油压连接器重新注入或通过排油阀排放来进行修正。

注油及抽真空完成后，前5次合-分不用来评价决定性的运行特性（如同期性）。 要特别说明的是，当有空气渗入到操动机构的液压系统时，则必须对操作机构重新抽真空。

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min=可视 max=中部

图8 操动机构贮能时油位观察窗中的油位

图9 操动机构的注油

3.1.8 操动机构的手动充能

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当油泵电机发生故障时，可用手动备用泵来对操动机构充能。（图10） 以下推荐几种操作所需的手动备用泵： 制造型号： HMVE，TYPE HE4

制造厂商： Heilmeier und weinlein， munich 最大压力： 600 bar 重量： 4.8 kg

排油连接管：R′/ 4″M16×1.5 低压连接软管：R′/ 4″M18×1.5 应注意以下过程（图10）：

a) 为使油泵的操作手柄易于操纵，手动备用泵应该固定； b) 排油阀螺帽及高压连接管（集成单向阀的连接螺钉）应该卸掉； c) 手动备用泵的引液端标有“S”，应用低压软管与排油阀相连； d) 高压软管与泵的高压端相连，其端标有“P”； e) 打开泵的排油阀，直到油从高压软管流出； f) 将高压软管的自由端与操动机构的高压连接器相连；

g) 现在可以充能操作，分闸或合闸时，碟簧系统张开所需的最小值表为：合闸一次11mm，分闸一次25mm。；

h) 充能后，关闭排油阀，接着去掉软管，最后重新安装螺帽。 3.2

调整操作的过程

3.2.1 操作速度的调整

操动机构的操动速度在出厂前已设定好。只在特殊情况下对其进行调整或重新设臵。

分闸或合闸的操作速度可用控制模块上的可调节流阀螺塞来进行调节。 操动机构的调整只可在碟簧系统卸载时进行。该操作可通过释压手柄及不给碟簧装臵充能来慢慢降低系统压力。

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松开节流阀的锁紧螺母3（图11），通过调整节流阀螺塞4，8来调整操作速度。当节流阀螺塞向右旋转时，操作速度减小，向左旋转时操作速度增加。

调整完成后，重新拧紧防松螺母。 3.3

故障检修

表1综合给出了故障产生的原因及相应的维修措施。

图10 手动泵的应用

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1.分闸控制阀Ⅰ 2.分闸控制阀Ⅱ 3.锁紧螺母 4.分闸节流螺塞 5.合闸控制阀 6.控制模块 7.高压连接器 8.合闸节流螺塞 9.换向阀

图11 控制模块 表1 故障的原因及维修措施

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故 障 a. 操动机构不能自动贮能 原 因 自动开关分闸 没施加电压 电机故障 碳刷磨损 维 修 措 施 合上自动开关 开关合上施加电压 更换电机 更换碳刷 合上高压放油阀 更换油泵 重新加油 更换滤油器 加上电压 更换线圈 重新调整辅助开关 合上自动开关 接通加热器供给电压 更换加热板 检查机构箱密封条，如有 必要更换他们 b. 电机运转但弹簧不能贮能 高压放油阀打开 油泵故障 油位太底 滤油器阻塞 c. 操动机构不能运行 未施加电压 线圈故障 辅助开关不能传递指令 d. 机构锈蚀 加热器自动开关分闸 加热器没电压 加热板故障 机构箱密封不良 e. 机构再贮能太频高压放油阀关闭不良 繁（平均每天大于10内部泄漏 次每月大于300次） 关闭高压放油阀 操作操动机构数次，如果仍有故障，则如第3.1.1进行检漏测试，如有必要则向我公司询问 3.4 检查

这种操动机构在很大程度上免维修操作，然而，建议为可靠性而维修。 表2综合给出所有必须检修的项目。

表2 检查及维修

检修的功能

检 查 安装调试检查 经常 60

大 修 期 每五年 连接上断路器检查 油位 碳刷 集电极 配线 接头 辅助开关 辅助开关运动系统 贮能时间 密封 检查 检查 — 检查 — — — — 检查 检查 — — — — — — — 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 润滑 检查 检查 注：检修时检查碳刷位臵，当碳刷长度≤11mm时，对其进行更换 合分操作5000次后，按图12所示涂低温2号润滑油

图12 涂润滑油的部位

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以下是复制 3.4 检查

这种操动机构在很大程度上免维修操作，然而，建议为可靠性而维修。 表2综合给出所有必须检修的项目。

表2 检查及维修

检修的功能 油位 碳刷 集电极 配线 接头 辅助开关 辅助开关运动系统 贮能时间 密封 安装调试检查 检查检查 — 检查 — — — — 检查 检 查 经常 检查 — — — — — — — 检查 每五年 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 大 修 期 连接上断路器检查 检查 检查 检查 检查 检查 检查 润滑 检查 检查 注：检修时检查碳刷位臵，当碳刷长度≤11mm时，对其进行更换 合分操作5000次后，按图12所示涂低温2号润滑油

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图12 涂润滑油的部位

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